Elementary excitations spectrum of the fan phase of anisotropic frustrated antiferromagnets is discussed analytically. In the linear spin-wave approximation, the spectrum is determined by the Hamiltonian, including normal, anomalous, and umklapp terms. The latter mix states with momenta which differ by two modulation vectors of the fan structure. This mixing leads to essential rearrangement of the low-energy part of the spectrum, which is shown to consist of a gapless phason branch with linear dispersion and a gapped ``optical'' branch, which corresponds to the fan structure amplitude oscillations. In the high-energy part of the spectrum, the effect of the umklapps is negligible, and the excitations are similar to the magnons of the fully polarized phase.
Quasiparticle Breakdown and Spin Hamiltonian of the Frustrated Quantum Pyrochlore Yb$_2$Ti$_2$O$_7$ in Magnetic Field
阻挫烧绿石磁体Yb $_2$ Ti $_2$ O $_7$具有磁性有序的显著性质,但在布里渊区的宽区域上没有传播的磁振子。在这里,我们使用非弹性中子散射,以遵循如何频谱的演变,在垂直轴磁场。在高场,我们观察到除了色散的磁振子也是一个两个磁振子连续,它的强度增加后,减少领域和重叠的一个磁振子状态在中间领域导致强重整化的色散关系,和磁振子衰变。利用热容测量,我们发现低场区和高场区是平滑连接的,没有急剧的相变,自旋能隙随场单调增加。通过拟合到一个广泛的数据集,我们重新评估的自旋哈密顿发现占主导地位的量子交换项,我们建议负责的强烈波动和准粒子击穿效应在低场观察。
Disorder instability of the magnon condensate in a frustrated spin ladder
利用体磁测量和热力学测量研究了无序对受抑自旋梯化合物H8 C4 SO2 Cu 2(Cl[1-x]Brx)4的场诱导量子相变的影响.母体材料(x=0)是一种量子自旋液体,在应用领域中,已知它会形成具有长程螺旋磁序的磁振子凝聚体。我们表明,债券的随机性引入的非磁性halogene网站上的化学取代破坏这个相变在非常低的浓度,已经为x=0.01。磁振子凝聚体的极端脆弱性归因于无公度态中的随机挫折。
Magnon spectra and strong spin-lattice coupling in magnetically frustrated MnB2O4 (B = Mn,V): Inelastic light scattering studies
亚铁磁尖晶石MnB 2 O 4(B = Mn,V)表现出类似的一系列紧密间隔的磁性和结构相变在低温下,反映了磁挫折和自旋和晶格自由度之间的强耦合。仔细研究MnB 2 O 4(B = Mn,V)中的激发,以及这些激发随温度的演变,对于获得磁激发和自旋-晶格耦合在这些材料的低温相变中所起作用的微观描述是重要的。我们报告了一个非弹性光(拉曼)散射研究的温度和磁场依赖的一个和两个磁振子激发MnV 2 O 4和Mn 3 O 4。我们在MnV 2 O 4中观察到一对q=0的单磁振子模,分别位于74 cm^{-1}和81 cm^{-1}处,这与先前基于中子散射测量和自旋波计算报道的MnV 2 O 4的单磁振子模(80 cm^{-1} q=0)形成对比。此外,我们发现,MnV 2 O 4的两个磁振子的能量降低(“软化”),随着温度的降低低于T_{N},我们归因于强耦合附近的区域边界的磁和振动激发之间。
Magnons and Spinons in $\mathrm{Ba}_2\mathrm{CoTeO}_6 $: A Composite System of Isolated Spin-$1/2$ Triangular Heisenberg-like and Frustrated Honeycomb Ising-like Antiferromagnets
Field-selected seven-site topological magnons in a classical frustrated triangular-lattice K-$Γ$-$Γ'$ magnet
College of Physics Science and Technology, Yangzhou University(扬州大学物理科学与技术学院);National Laboratory of Solid State Microstructures and School of Physics, Nanjing University(南京大学固体微结构物理国家重点实验室和物理学院);Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学先进微结构协同创新中心);Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University(南京大学江苏省量子信息科学技术重点实验室)
Thermal Hall conductivity in the frustrated pyrochlore magnet Tb2Ti2O7
在铁磁体中,自旋激发是研究得很好的磁振子。在受抑的量子磁体中,尽管自旋之间有很大的交换耦合,但长程磁序无法发展。与传统磁体中的磁振子相比,人们对它们的自旋激发知之甚少。他们是流动的还是本地的?在这里,我们表明,热霍尔电导率$κ_{xy}$提供了一个强大的探针的“量子自旋冰”烧绿石Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$的自旋激发。即使材料是透明的,热霍尔响应也很大。霍尔响应产生于自旋激发,具有将它们与磁振子区分开的特定特性。在低温($T<$ 1 K)下,热导率模仿脏金属的热导率。使用霍尔角,我们构建了一个相位图,显示了如何通过磁场抑制激励。
Magnon interactions in the frustrated pyrochlore ferromagnet Yb$_2$Ti$_2$O$_7$
阻挫的稀土烧绿石Yb $_2$ Ti $_2$ O $_7$在磁性材料中是引人注目的:尽管具有铁磁有序的基态,但它表现出宽的、几乎无间隙的连续激发。这一宽广的连续谱与预期中的尖锐的单磁振子激发平滑地连接在一起,并且在高磁场中确实观察到了,这就提出了一个问题:当磁场降低时,这种尖锐的磁振子是如何分解的?本文研究了Yb $_2$ Ti $_2$ O $_7$中的磁振子相互作用,表明它们的加入大大扩展了自旋波理论的范围。首先,我们证明了磁振子相互作用移动了(张开的)铁磁体(SFM)和反铁磁$Γ_5$相之间的相界,使得Yb $_2$ Ti $_2$ O $_7$非常靠近它。这包括对$[111]$和$[1\bar{1}0]$方向的临界场的校正,使它们更接近观察到的实验值,以及解释在低于3 T的$[001]$施加场中出现的与线性自旋波理论的偏离[Thompson等人,物理修订信函119,057203(2017)]。转向低场,尽管实验观察到的加宽程度没有完全再现,但我们发现非线性自旋波理论与单晶样品以及粉末样品上的非弹性中子散射数据之间的大致对应关系[Peçanha-Antonio等人,B,96,214415(2017)]。最后,我们展望了未来的实验和理论工作的影响Yb $_2$钛$_2$ O $_7$和相关材料,突出的重要性接近张开的铁磁$Γ_5$相界和它的潜在作用的内在或外在的解释低场物理的…
Thermodynamic properties of Ba$_2$CoSi$_2$O$_6$Cl$_2$ in strong magnetic field: Realization of flat-band physics in a highly frustrated quantum magnet
寻找平带固态实现是验证或挑战量子多体平带系统理论预言的关键问题。对于受抑量子磁体,平带导致与局域多磁振子态的存在有关的各种非常规性质。最近合成的磁性化合物Ba $_2$ CoSi $_2$ O $_6$ Cl $_2$似乎是在实验中观察这些特征的几乎完美的候选者。我们发展了Ba $_2$ CoSi $_2$ O $_6$ Cl $_2$的理论,并将局域磁振子的概念应用于该化合物。我们首先表明,我们的理论描述了已知的实验事实,然后我们提出了新的实验研究,以检测场驱动的相变相关的维格纳晶体样订购本地化磁振子在低温下。
Exact eigenstates of highly frustrated spin lattices probed in high fields
强阻挫反铁磁体如磁性分子{Mo 72 Fe 30}、kagome或烧绿石晶格表现出各种迷人的性质,如低位单线态、磁化平台以及磁化跳变。在最近几年中,精确的多体本征态可以为这些自旋系统中的几个构建。这些态在高磁场中成为基态,并且它们也导致奇异行为。理解这些性质的一个关键概念是由独立的定域磁振子提供的。这些n-磁振子态的能量本征值与独立磁振子的数目n成线性比例,因此与总磁量子数M=Ns-n成线性比例。在外加磁场中,这导致了一个巨大的磁化跳变,构成了一个新的宏观量子效应。它将被证明,这种行为是伴随着一个大规模的简并,广泛的(T=0)熵,从而在饱和磁场的大磁热效应。将概述与平带铁磁性的联系。
Topological thermal Hall effect driven by fluctuation of spin chirality in frustrated antiferromagnets
通过揭示Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用与标量自旋手征之间的内在联系,发展了反铁磁系统中磁振子热霍尔效应的理论.标量手征性的动态涨落直接响应于磁振子带的非平凡拓扑结构。在黄钾铁矾化合物KFe $_3$(OH)$_6$(SO $_4$)$_2$和钙钛矿BaCu $_3$ V $_2$ O $_8$(OH)$_2$等材料中,即使在共面$\mathbf{q}=0$磁位形的情况下,时间反演对称性也可以被标量手性的波动破坏。自旋波哈密顿量受由面内磁通决定的虚磁通量的影响。在不需要倾斜非共面磁序的情况下,给出了拓扑磁振子带和相应的非零陈氏数。文中还详细讨论了霍尔热导率与倾斜角的关系。这些结果为反铁磁耦合系统中手性驱动的拓扑效应提供了一个清晰的原理。
Highly dispersive magnons with spin-gap like features in the frustrated ferromagnetic S=1/2 chain compound Ca2Y2Cu5O10 detected by inelastic neutron scattering
我们报告的非弹性中子散射实验在Ca 2 Y2 Cu 5 O 10和映射出完整的一个磁振子分散扩展到一个创纪录的值为53毫电子伏的受抑铁磁(FM)边缘共享氧化铜链(FFESC)铜酸盐。一个均匀的自旋1/2链模型与FM最近邻(NN),反铁磁(AFM)的次近邻(NNN)inchain,和两个对角AFM链间耦合(IC)内分析线性自旋波理论(LSWT)再现以及观察到的沿链和弱的垂直分散。比率R=| J_{a2} / J_{a1}| FM NN和AFM NNN耦合的平均值为~0.23,接近单链中分离铁磁和反铁磁相关螺旋磁基态的临界点Rc=1/4,而耦合链的Rc>0.25,即使对于相对较弱的IC也有相当大的上移。虽然所测量的分散体可以通过均匀LSWT来描述,但散射强度似乎在~11.5和~28 meV处大大降低。在11.5毫电子伏的间隙状功能是由于磁振子-声子耦合,而基于DMRG模拟的动态结构因子的间隙在28毫电子伏被认为是干部分从量子效应由于AFM IC。另一个贡献是归因于内在的超结构从扭曲的不相称图案的CaY阳离子链相邻的CuO 2的。它产生了不等价的CuO 4单元和Cu-O-Cu键角Φ和所有交换积分的分布。用齐次LSWT拟合的J值被视为平均值。FFESC铜酸盐中FM NN积分J1=24 meV的记录值可以用非普适Φ(不是90 °)来解释。和Cu-O键长相关的各向异性平均FM Cu-O交换K_…